[發(fā)明專利]基于平面光柵測(cè)量的動(dòng)磁鋼磁浮雙工件臺(tái)矢量圓弧換臺(tái)方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610023024.8
• 申請(qǐng)日: 2016-01-14
• 公開（公告）號(hào): CN105487343A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉永猛;譚久彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G03F7/20
• 分類號(hào): G03F7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造裝備技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種基于平面光柵測(cè)量的動(dòng)磁鋼 磁浮雙工件臺(tái)矢量圓弧回轉(zhuǎn)換臺(tái)方法及裝置。

背景技術(shù)

光刻機(jī)是極大規(guī)模集成電路制造中重要的超精密裝備之一。作為光刻機(jī)關(guān)鍵子系 統(tǒng)的工件臺(tái)在很大程度上決定了光刻機(jī)的分辨率、套刻精度和產(chǎn)率。

產(chǎn)率是光刻機(jī)發(fā)展的主要追求目標(biāo)之一。在滿足分辨率和套刻精度的條件下，提 高工件臺(tái)運(yùn)行效率進(jìn)而提高提高光刻機(jī)產(chǎn)率是工件臺(tái)技術(shù)的發(fā)展方向。提高工件臺(tái)運(yùn)行效 率最直接的方式就是提高工件臺(tái)的運(yùn)動(dòng)加速度和速度，但是為保證原有精度，速度和加速 度不能無限制提高。最初的工件臺(tái)只有一個(gè)硅片承載裝置，光刻機(jī)一次只能處理一個(gè)硅片， 全部工序串行處理，生產(chǎn)效率低。為此有人提出了雙工件臺(tái)技術(shù)，這也是目前提高光刻機(jī)生 產(chǎn)效率的主流技術(shù)手段。雙工件臺(tái)技術(shù)在工件臺(tái)上設(shè)有曝光、預(yù)處理兩個(gè)工位和兩個(gè)工件 臺(tái)，曝光和測(cè)量調(diào)整可并行處理，大大縮短了時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。目前的代表產(chǎn)品為荷 蘭ASML公司基于Twinscan技術(shù)即雙工件臺(tái)技術(shù)的光刻機(jī)。

提高雙工件臺(tái)的運(yùn)行效率是目前光刻機(jī)工件臺(tái)技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)之一。雙工件臺(tái)技 術(shù)的牽扯到工件臺(tái)在兩個(gè)工位之間切換的問題，換臺(tái)效率直接影響到光刻機(jī)工件臺(tái)的運(yùn)行 效率即光刻機(jī)的產(chǎn)率。如何在盡可能縮短換臺(tái)時(shí)間的條件下減小換臺(tái)對(duì)其他系統(tǒng)的干擾一 直是研究的重點(diǎn)。在傳統(tǒng)雙臺(tái)切換過程中，工件臺(tái)在曝光和預(yù)處理工序中一樣為直線驅(qū)動(dòng)， 雙臺(tái)專利US2001/0004105A1和W098/40791中，每個(gè)工件臺(tái)有兩個(gè)可交換配合的單元來實(shí)現(xiàn) 雙臺(tái)的交換，在不提高工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度的前提下提高了產(chǎn)率，但由于工件臺(tái)與導(dǎo)軌之間采 用耦合連接方式，在換臺(tái)過程中工件臺(tái)與驅(qū)動(dòng)單元會(huì)出現(xiàn)短暫的分離，對(duì)工件臺(tái)的定位精 度產(chǎn)生較大影響。同時(shí)運(yùn)動(dòng)單元和導(dǎo)軌較長，運(yùn)動(dòng)質(zhì)量較大，對(duì)于運(yùn)動(dòng)速度和加速度的提高 都產(chǎn)生不利影響。中國專利CN101609265提出了一種平面電機(jī)驅(qū)動(dòng)的硅片臺(tái)多臺(tái)交換系統(tǒng)， 平面電機(jī)定子設(shè)置在基臺(tái)頂部，動(dòng)子設(shè)置在硅片臺(tái)底部，相對(duì)于直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)不存在工件 臺(tái)和驅(qū)動(dòng)單元的分離；中國專利CN101694560中提出了一種采用氣浮支撐永磁平面電機(jī)驅(qū) 動(dòng)的雙臺(tái)交換系統(tǒng)，工件臺(tái)采用平面電機(jī)驅(qū)動(dòng)并通過氣浮支撐，避免了前述換臺(tái)過程中驅(qū) 動(dòng)單元與工件臺(tái)分離問題，減小了工件臺(tái)運(yùn)行阻力，減小了平面電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流，減小了散熱 問題。

上述專利換臺(tái)時(shí)采用直線換臺(tái)方案，回轉(zhuǎn)換臺(tái)方案較直線換臺(tái)方案有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)， 因此出現(xiàn)了采用回轉(zhuǎn)換臺(tái)的雙工件臺(tái)技術(shù)。中國專利CN101071275采用回轉(zhuǎn)整個(gè)基臺(tái)的方 式實(shí)現(xiàn)雙工件臺(tái)的換位，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)兩個(gè)工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)無重疊區(qū)域，避免了碰撞安 全隱患。但是通過回轉(zhuǎn)整個(gè)基臺(tái)實(shí)現(xiàn)工件臺(tái)換位存在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，大功率回轉(zhuǎn)電機(jī)精密定 位困難和發(fā)熱量大引起系統(tǒng)溫升等問題，同時(shí)回轉(zhuǎn)半徑大，使光刻機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)顯著增大。中 國專利CN102495528在基臺(tái)中心采用一種回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)接臺(tái)完成雙工件臺(tái)換臺(tái)，換臺(tái)分為三個(gè)節(jié) 拍，提高了換臺(tái)效率，但回轉(zhuǎn)換臺(tái)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，回轉(zhuǎn)定位精度較低。

工件臺(tái)的位置測(cè)量精度直接影響到光刻機(jī)工件臺(tái)的定位精度，進(jìn)而影響到光刻機(jī) 的最小線寬。工件臺(tái)在運(yùn)動(dòng)過程中速度較大，測(cè)量方案必須滿足高速測(cè)量和精度要求，在美 國專利US6498350B2和US20100279232A1中采用多個(gè)激光干涉儀來實(shí)現(xiàn)一個(gè)工件臺(tái)的位置 測(cè)量，采用激光干涉儀測(cè)量精度高、工作距離長，但是測(cè)量光路過長，對(duì)濕度和空氣紊流所 引起誤差非常敏感，而且成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種基于平面光柵測(cè)量的動(dòng)磁鋼磁浮雙 工件臺(tái)矢量圓弧回轉(zhuǎn)換臺(tái)方法及裝置，達(dá)到實(shí)現(xiàn)工件臺(tái)單節(jié)拍快速弧線換臺(tái)、減少換臺(tái)環(huán) 節(jié)、縮短換臺(tái)時(shí)間、有效提高了光刻機(jī)產(chǎn)率的目的。